SCARA Robot: Aprendre sobre Foward i la cinemàtica inversa !!! (Plot Twist Aprèn a fer una interfície en temps real a ARDUINO mitjançant PROCESSAMENT !!!!): 5 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Un robot SCARA és una màquina molt popular al món de la indústria. El nom significa tant el braç de robot de muntatge selectiu que compleix com el braç de robot articulat que compleix selectivament. Es tracta bàsicament d’un robot de tres graus de llibertat, sent els dos primers desplaçaments rotatius en el pla XY i l’últim moviment el realitza un control lliscant a l’eix Z al final del braç. Els dos graus de llibertat estaven previstos per oferir més precisió; no obstant això, a causa de la qualitat dels servos disponibles per al nostre ús, el braç construït no tenia tanta mobilitat com hom esperaria a causa dels seus dos graus de llibertat. La part electrònica és fàcil d’entendre. Però és difícil de construir. Com que el braç necessita tres actuadors, tenim tres canals. En lloc de programar amb la interfície Arduino comuna, vam decidir utilitzar Processing, que és un programari molt similar al d’Arduino.

Subministraments

Bills de materials: Per construir el prototipat es van utilitzar diversos materials, a la llista següent s'esmenten tots aquests materials:

• 3 servomotors MG 996R
• 1 Arduino Uno
• MDF (gruix de 3 mm)
• Cintes de distribució perfil GT2 (pas de 6 mm)
• Epoxi
• Femelles i cargols
• 3 coixinets

Pas 1: el prototip

El primer pas va ser fer el model en un programari CAD, en aquest cas Solid Works és un programari bastant bo per a això, una altra opció pot ser Fusion 360 o un altre programari CAD que preferiu. Les imatges adjuntes al pas 1 van ser el primer prototip a causa d’un error diferent que hem de modificar, i acabem amb el Model Show al vídeo i la introducció.

Laser Cut es va utilitzar per fer el prototip, no tinc cap vídeo del procés de fabricació, però tinc els fitxers que he utilitzat. La part important d’aquest projecte és la codificació de la interfície perquè pugueu fer el vostre propi model i fer servir el nostre codi al vostre propi robot SCARA

Pas 2: connexions de motors

L’electrònica és senzilla com els cereals de cuina. Simplement connecteu-ho tot tal com es mostra a la imatge (al codi principal, el senyal enviat als servos prové dels pins (11, 10 i 11))

Pas 3: entendre la cinemàtica Foward i invertir

Cinemàtica cap endavant

La manera com funciona el codi per a les trajectòries és la següent: Després de seleccionar aquest mode, heu de seleccionar una forma per dibuixar. Podeu triar entre Línia, Triangle, Quadrat i El·lipse. Depenent de la selecció, es canvia una variable que després funciona com un argument de "cas" per a un tipus de selecció programat més endavant en la seqüència. Gràcies a la flexibilitat de Processament, podem interactuar amb la interfície amb ordres conegudes per Windows i altres sistemes operatius, cosa que permet assignar la posició del cursor (ratolí) a una variable del programa, que mitjançant la connexió a Arduino comanda els servomotors quins angles conduir en quina seqüència.

L'algoritme per dibuixar es pot reduir al pseudocodi: assigneu valor a x1, y1 assigneu valor a x2, y2 calculeu la diferència entre x1 i x2 calculeu la diferència entre y1 i y2 calculeu els punts pels quals passarà el baix (triangle, quadrat, cercle) (s’utilitza la geometria amb aquests dos punts) si (botondibujar == true) completa la seqüència en el cas de la gravació, les variables enviades al servomotor es guarden en una matriu de 60 unitats, que prement el botó "gravar" ens permeten deseu les dades obtingudes amb qualsevol mode (Manual, Endavant, Invers, Trajectories) i després es replicaran quan premeu el botó d'inici amb un simple canvi de variable.

Cinemàtica inversa

El problema de la cinemàtica inversa consisteix a trobar les entrades necessàries perquè el robot arribi a un punt del seu espai de treball. Donat el mecanisme, la quantitat de solucions possibles per a una posició desitjada pot ser un nombre infinit. El robot que hem construït és un mecanisme en sèrie amb dos graus de llibertat. Després d'una anàlisi geomètrica, s'han trobat dues solucions per a aquest mecanisme en particular. Figura 13. Exemple de cinemàtica inversa On: θ1 i θ2 són els angles d'entrada dels dos robots del mecanisme sèrie DoF i X1 i X2 són la posició al pla de l'eina al braç final. De la imatge superior:

També existeix una configuració de colze cap amunt, però per al propòsit del programa que s'ha escrit, només s'ha utilitzat la configuració de colze cap avall. Un cop trobats els angles d'entrada, aquesta informació s'executa al programa de cinemàtica directa i s'arriba a la posició desitjada amb un error inferior a un centímetre a causa dels servos i les corretges.

Pas 4: manual, trajectòria i mode d'aprenentatge

Manual

Per a aquest mode, només heu de moure el mause a la interfície i el robot seguirà el punter de la interfície; podeu programar-ho mitjançant una programació que sigui una plataforma increïble.

Trajectòries Per a aquest model utilitzem els recursos de la cinemàtica inversa i fem les sol·licituds de figures pel client que era: Recta Triangle quadrat Cercle Les figures es poden dibuixar a la interfície amb les formes que desitgeu. La trajectòria utilitza el mode invers per calcular cada punt de les línies de cadascuna de les figures, de manera que és fàcil seguir les figures quan feu clic a Reprodueix després de dibuixar la figura que heu posat com a entrada a la interfície

Mode d'aprenentatge

El mode d’aprenentatge té en compte tots els altres modes que són manuals, avançats, inversos i trajectòries, de manera que podeu fer qualsevol moviment que vulgueu a la interfície i substituir-lo pel mateix moviment anterior, però lent a mesura que es reprodueix i provar de fer-ho més exactament.

Pas 5: el codi

En realitat, el codi és difícil d’explicar, així que el vaig deixar perquè pugueu llegir-lo. Si teniu dubtes, podeu demanar-los als comentaris i us ho explicaré (actualitzaré aquest pas amb una explicació completa de el codi tingueu paciència) de moment podeu enviar-me un correu electrònic per a qualsevol dubte: [email protected]